En la industria aeroespacial, incluso un componente pequeño puede determinar el avance de un proyecto. Eso fue lo que ocurrió durante unas pruebas de perforación para Airbus, cuando el Centro de Investigación de Manufactura Avanzada (AMRC) necesitó desarrollar y fabricar 500 piezas de protección en un plazo muy limitado.
La solución llegó mediante la impresión 3D por estereolitografía (SLA), que permitió producir las piezas en tan solo dos días, evitando semanas de espera y manteniendo el avance de las pruebas.
Las instalaciones de Factory 2050 en el AMRC, con la fresadora que Sleath y su equipo utilizaron para las pruebas en el fondo.
El desafío: evitar la contaminación durante la perforación
El equipo de ingeniería del AMRC trabajaba en un proyecto para Airbus que involucraba operaciones de perforación y mecanizado de alta precisión sobre componentes de fibra de carbono, aluminio y titanio.
Uno de los requisitos principales era evitar la contaminación cruzada entre las perforaciones. Cada vez que se realizaba un agujero, era necesario cubrirlo antes de continuar con el siguiente para impedir que las virutas o residuos del mecanizado ingresaran en él.
Inicialmente, los ingenieros probaron una pieza de aluminio con una junta tórica de caucho (O-ring), pero el diseño no proporcionaba el sellado requerido.
La alternativa fue desarrollar una pequeña tapa circular con una ranura perimetral para alojar el O-ring. Aunque parecía una pieza sencilla, su geometría requería precisión: si la ranura era demasiado profunda, la junta no sellaría correctamente. El margen de tolerancia admisible rondaba los 0.5 mm.
Además, como los agujeros tenían distintos diámetros, era necesario fabricar varias versiones de la tapa. Producirlas mediante moldeo por inyección habría requerido moldes diferentes, mientras que el mecanizado convencional implicaba tiempos de entrega que el proyecto no podía asumir.
De semanas de espera a 500 piezas en dos días.
El equipo necesitaba aproximadamente 500 tapas protectoras en un plazo máximo de diez días. Tras consultar con proveedores externos de impresión 3D, el ingeniero George Sleath recurrió al equipo interno de diseño y prototipado del AMRC para evaluar una alternativa más ágil.
La respuesta superó las expectativas: cuando recibió la confirmación de que podían fabricar las piezas, ya se habían impreso más de 250 unidades. En apenas dos días, el equipo completó la producción de las 500 tapas, incluyendo las distintas variantes necesarias para las perforaciones. Este resultado fue posible gracias a las capacidades de fabricación aditiva del AMRC, que contaba con una estación equipada con 12 impresoras 3D SLA Form 2 de Formlabs.
"No solo significó que obtendríamos las piezas antes y podríamos trabajar con ellas, sino que también podríamos dedicar nuestra atención a otras cosas sin tener que preocuparnos de cuándo iban a estar listas", dijo Sleath.
La fabricación mediante SLA permitió obtener componentes con el detalle geométrico necesario para integrar la ranura de sellado y adaptar rápidamente el diseño a cada diámetro, sin desarrollar herramentales adicionales.
Más que rapidez: piezas funcionales y facilidad de instalación.
La impresión 3D también permitió mejorar la instalación de las tapas. Los ingenieros incorporaron una geometría específica en las piezas y fabricaron una herramienta complementaria, también mediante impresión 3D, para colocarlas de manera rápida y sencilla. Durante las pruebas, la mayoría de los componentes funcionó conforme a lo previsto y ninguno se rompió durante su utilización, según los resultados reportados por el equipo.
Otra ventaja importante fue la posibilidad de modificar el diseño cuando fuera necesario. En lugar de esperar semanas por un nuevo lote, los ingenieros podían ajustar el modelo digital, fabricar otra versión y comprobar su funcionamiento directamente en la aplicación.
Esta flexibilidad permitió reducir la dependencia de procesos externos y mantener el ritmo de las pruebas.
¿Qué demuestra este caso para la manufactura industrial?
La experiencia del AMRC muestra que la impresión 3D no se limita al desarrollo de prototipos. También puede utilizarse para fabricar componentes auxiliares, herramientas de instalación y piezas funcionales que resuelven necesidades específicas dentro de un proceso productivo.
En aplicaciones donde existen diferentes geometrías, tolerancias exigentes y plazos reducidos, la fabricación aditiva ofrece una alternativa para producir componentes sin invertir necesariamente en moldes o herramentales dedicados.
Para las áreas de ingeniería y manufactura, esto significa mayor flexibilidad para validar soluciones, realizar ajustes y responder a necesidades de producción sin detener el desarrollo de un proyecto.
Lleva estas capacidades de fabricación a tu empresa.
Actualmente, las soluciones de impresión 3D SLA de Formlabs, como las impresoras Form 4 y Form 4L, permiten a los equipos de ingeniería desarrollar prototipos de alta precisión, fabricar herramientas auxiliares y producir piezas funcionales con una amplia variedad de resinas técnicas.
En Shift 3D te ayudamos a evaluar qué equipo, material y configuración se adapta mejor a las necesidades de tu operación, considerando los requisitos de precisión, las aplicaciones y el volumen de fabricación.